Pages:   || 2 | 3 | 4 |


-- [ Страница 1 ] --








Материалы IV Международной научно-практической конференции


2013 УДК 338.436.33:620.9 ББК 31:65.32 Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы IV Международной научно-практической конференции. / Под ред. А.В. Павлова. – Саратов, 2013. – 378 с.

Редакционная коллегия:

д-р техн. наук

, профессор СГАУ Г.П. Ерошенко;

д-р техн. наук, профессор СГАУ В.А. Стрельников;

д-р техн. наук, профессор СГАУ В.А. Глухарев;

д-р техн. наук, профессор СГАУ К.М. Усанов;

канд. техн. наук, доцент СГАУ В.А. Трушкин;

канд. техн. наук, доцент СГАУ В.А. Каргин;

д-р техн. наук, профессор СГТУ Г.Г. Угаров;

д-р техн. наук, профессор СГТУ И.И. Артюхов.

УДК 338.436.33:620. ББК 31:65. Материалы изданы в авторской редакции ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», ISBN УДК 621.318. A. kh. Massad, G.G. Ugarov An-Najah National University, Nablus, Palestine Gagarin Saratov State Technical University, Saratov, Russia




Introduction Now days the rise, for the need of sustainable, agriculture is highly vital to meet the demand of modern farm machinery, which is closely related to the searches and implementing advance methods of intensification of operations and processes, including pulses; vibration ways to concentrate and enhance efficiency use of energy at the time when the world is going through energy crises time after time.

For example, in [1, 2] its clearly demonstrated that the use of pulse and vibration in agricultural production can help simplify designs and improve efficiency of machines. The use of pulses and vibrations in crops and livestock production proved better results and more efficiency than ever, repairs of agricultural equipments based on this principle are proved to be easier and effective, where other methods failed.

Analysis of the structure of different types of linear motors and comparing the specifications of [1, 3, 4, 5, 6, 7] show that linear electromagnetic motors (LEMM) is a superior technology for use in industrial agricultural complexes.

Assessment of the possibility of improving technology of agriculture machines and systems with linear electromagnetic motors, operations and processes should be coming from three main groups of ideas: Group A – acceleration of striker and impact on load or tool is small, in comparison with the displacement of the striker (Stitches bars), Group B – unstressed transfer of power to the load pulse instrument committed to the stroke anchor as they move simultaneously (pressing bales, rod conveyors, etc.). Group C – oscillatory motion striker motor with a relatively high frequency and low amplitude vibration provided to the tool in the final stage. Electrical machinery and systems related to such technologies are only mentioned because of the limited scope of the work and are detailed, for example, in [1, 8, 9].

Investigation of experimental samples of LEMD in statistic mode One of the main characteristics of LEMM is tractive static characteristics.

These characteristics depend on the material guide frame, the values of side air gap, and the lower shunt [1, 3, 8, 9]. The desired form of traction characteristics LEMD are obtained by changing the material of the guide frame, or by using a lower shunt, or by changing the values of side air gap.

To assess the effect of the material of the guide frame, or lower shunt, or the values of side air gap on LEMM performance (that is initial and final electromagnetic force, and integral work), three samples of LEMM where experimented thoroughly :

first sample – LEMM shown in (fig.1.a) is taken with non-ferromagnetic and ferromagnetic guide frame and without lower shunt second sample – LEMM shown in (fig.1.b) is taken with ferromagnetic guide frame with lower shunt third sample – LEMM shown in (fig.1.b) is taken with different values of side air gaps To obtain the required forms of characteristic curve, of LEMM, same values of magneto motive forces were used in the above three samples. Result of investigation of first and second samples are shown in (fig. 2.) the curve (1) and curve (2). Curve (1) indicates presence of tractive statistic characteristic of LEMM with non-ferromagnetic guide frame without lower shunt where as curve (2) indicates the tractive statistic characteristic of LEMM with ferromagnetic guide frame without lower shunt and curve (3) indicates the tractive statistic characteristic of LEMM with ferromagnetic guide frame with lower shunt.

a) with non-ferromagnetic and ferromagnetic guide frame without lower shunt: the guide frame, 2- striker 1, 2-air clearance (displacement of striker));

b) with ferromagnetic guide frame with lower shunt:the lower shunt, - the values of side air gap) For each sample we got static tractive characteristics. These characteristics determine the relative mechanical integral work AMI, relative ferromagnetic forces at the beginning FIn, and at the end FFin of armature stroke. The results are presented in (fig. 3).

Fig. 3. The relative mechanical integral work AMI relative ferromagnetic forces at the beginning FIn and at the end FFin of armature stroke for the The result of investigation of first sample is that LEMM with ferromagnetic guide frame without lower shunt allow to increase relative initial tractive force to FIn 180%,decrease the relative final tractive force to FFin 80% and decrease the relative mechanical integral work to AMI 95%, in comparison with basic samples of the same overall dimensions as shown in (fig.3). In the second sample the relative initial tractive force increase to FIn 190%, decrease the relative final tractive force to FFin 43% and decrease the relative mechanical integral work in AMI 78%,in comparison with basic samples of the same overall dimensions as shown in (fig. 3).

In the third sample we investigate LEMM with different values of side air gap and different values of electric current that is, 5A, 10A, 15A, results are reflected in curves (1), (2), and (3) respectively as shown in (fig. 4).

Fig. 4. Tractive static characteristics of LEMM with different values of side air gap and different values of electric current In (fig. 4) we found that the tractive static characteristics of LEMM has maximum when the side air gap value is = 5 mm.

Conclusion It is more effective to use LEMM with non-ferromagnetic guide frame without lower shunt to make hammers (fig. 2 curve 1), and to use LEMM with ferromagnetic guide frame without lower shunt to make reciprocating devices with a relatively high frequency and low amplitude vibration provided to the tool in the final stage (fig. 2 curve 2) and to use LEMM with ferromagnetic guide frame with lower shunt to make press (fig. 2. curve 3).

It is obvious from (fig. 2 curve 3) that turning off electric current on the LEMM when =5 mm, allows to decrease the relative final tractive force 5 times more than other samples having same striker traveling distance, and increase the relative mechanical integral work in 5 %.


1. Усанов К.М. Совершенствование технических средств и технологий АПК системами с электромагнитными импульсными машинами : дисс.. докт. техн. наук. – Саратов: ФГОУ ВПО СГАУ им. Вавилова Н.И., 2008. – 433 с.

2. Волгин A.B. Интенсификация разгрузки бункерных устройств за счет сводообрушения импульсными электромагнитными системами: автореф. дисс. канд. техн. наук. – Саратов: ФГОУ ВПО СГАУ им. Вавилова Н.И., 2005. – 23 с.

3. Варыханов Д.А. Силовая электромагнитная импульсная система для наземной сейсморазведки малых глубин: автореф. дисс.. канд. техн. наук. – Саратов, 2006. – 20 с.

4. Симонов Б.Ф. Создание электромагнитных молотов для строительства морских стационарных платформ: авторефе. дис. д-ра техн. наук. – Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1990. – 33 с.

5. Jafari A. Design and developmemt of a new pump based on linear induction motor/ Khanali, M., Ghobadian, B. and Rafiee, Sh. //Journal of Agricultural Technology. – 2007. – № 3 (1). – pp. 1–9.

6. Laith E.R. A history of linear electric motors /E.R.Laith, Mac-Millan Education. Ltd., Hong Kong. 1987.

7. Yamada H. Handbook of linear motor applications./ H. Yamada, Kogyo Chosakai Publishing Company, Inc., Japan..1986.

8. Угаров Г.Г. Импульсные линейные электромагнитные двигатели с повышенными силовыми и энергетическими показателями: авторефе. дис.. д ра техн. наук. – Новосибирск, 1992. – 45 с.

9. Ряшенцев Н.П., Угаров Г.Г., Львицын А.В. Электромагнитные прессы. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. – 216 с.

T. Stern Swedish University of Agricultural Sciences, Department of Energy and Technology, Uppsala, Sweden



An energy company Sderenergi is located in Sodertalje and produces heat for 300 000 people, offices and industrial enterprises located in Sdertlje and southern part of Stockholm. Generated electricity can provide about households. Heat network company is the third largest in Sweden. An effective heat supply is a result of cooperation with other major energy company, FortumVrme. Sderenergi uses first of all the secondary fuel and its ambitions is to ensure full utilization of waste – so called waste-free production. Secondary fuel consists of well-selected paper, wood and plastic waste from offices and industries. These wastes can not be used as a raw materials for other industries.

In Sederenerzhi includes five productions: Fittjaverket, Botkyrka;

Igelstaverket, Sdertlje; Geneta panncentral, Sdertlje; Huddinge Maskincentral, Huddinge and CHP Igelsta. All plants are certified according to ISO 14001. Boilers Igelstaverket, which has been burning coal under 90 years, were switched to the burning of biofuels and waste. In 2007 it was decided to build a biofuel CHP. Igelsta CHP located on the bank of the channel was put into operation in December 2009 and is the biggest environmentally friendly project not only regionally and nationally, but still is the second in the world after the Finnish CHP Alholmen. The CHP has three owners – communes Sdertlje, Botkyrka and Hyddinge – which invested in CHP (2.5 billion SEK and reduced CO2 emissions by 75,000 tons per year, equivalent to 25,000 petrol cars with an annual mileage of 15,000 km. CHP biomass requires careful planning of traffic flows and fuel depots. When planning of the CHP, it was envisaged that the port Igelstawill come every year 200 barges instead of 100, and cargo flow will increase by approximately 2000 deliveries per year. To provide fuel for a CHP the new terminal Nykvarnwas built (8 ha), to which fuel (wood chips and logs) could be driven by the railway. The first batch of chips was delivered by rail in October 2009. Green Cargo is responsible for the entire transport chain: overload and delivery to Sderenergi. Green Cargo has a contract with the company Foria, which has special trucks of 35 tons capacity and specially trained for heavy traffic (heavy Eco-Driving) drivers. After the storms Gudrun and Per in southern Sweden 1 million m3 of logs was stockpiled in the former airfield so CHP helps dispose of these stocks. From the beginning of 2010 fuel composition at CHP was the following: wood chips - residues from forest felling (tops and branches) delivered by road and rail from Sweden and barges from the Baltic Sea (600,000 tons / year), secondary wood - construction waste and creosoteimpregnated wood delivered by road and sea transport from Sweden, Norway, Belgium and England (200,000 tons / year, not suitable for handling wood delivered by road, rail and sea transport from Sweden and the Baltic Sea and cut into chips on-site (100 000 tonnes / year); flammable detail - office, industrial, paper, plastic and wood waste, which was crushed, cleaned of metal, sand and other dirt and transported by truck from the Stockholm region and Norway ( 000 tonnes / year), pellets - plastic and other waste which were pelletized and transported by barge from Holland and Germany (78,000 tons / year), peat briquettes and pellets – mainly transported by barge from Estonia and nonprocessed peat from Sweden by truck (50 000 tons / year), wood pellets from Sweden and Finland (60 000 tons / year), tall oil and liquid fuels - to be able to burn all of the above types of fuel in particularly cold days – the last one no more than 5 %. Everything was planned, it was done.

Harbor at Igelstaverket expanded eventually and can now take two barges simultaneously. Each year comes 200 - 250 barges. Nykvarn-terminal receives annually 150–200 trains with chips, 20 heavy trucks are carrying fuel daily from Nykvarn-terminal to Igelstaverket,, another 10 supplying fuel from the local neighbourhoods and communities. Only about 10 000–15 000 heavy trucks per year. Igelstaverket consumes 2,000 tons fuel per day. Suppliers receive payment for a ton of logs and wood chips per MWh. The quality and quantity of the fuel are carefully controlled, 5 samples taken from each truck.

CHP equipment consists, above all, of a fluidized bed boiler (CFB, Foster Wheeler). Facilities for flue gas condensation provides efficiency more than %, without flue gas condensation efficiency is also high – more than 90 %. Possible production of the heat is about 2900 GWh /year. Of this amount CHP delivers steam to a world-famous pharmaceutics company Astra Zeneka and hot water to Scania (tracks and busses). Both factories are located close to CHP.

About 2000 GWh suppliesto district heating network in Sdertlje, Botkyrka and Hyddinge. Remaining heat supplies to Fortum Vrme, with which Sderenergihas an agreement on cooperation. Sderenergi supplies heat to southern Stockholm (heating networks Fortum Vrme) in winter, and Fortum Vrme supplies heat to the network Sderenergi in summer when CHP Igelstauses to be stopped for maintenance. Ash uses as a top layer to cover the landfill, located near Tveta for Sdertlje.

Sderenergiin 2012 produced the 2660 GWh of heat and 545 GWh of electricity, current assets amounted to 1,350 million euros, the staff – 130 people.

Fuel composition (3.2 TWh) in 2012 was the following: wood pellets with bark – 8,3 %, wood forest chips – 36,9 %, secondary wood – 29 %, crushed combustible waste – 16,7 %, peat – 7,2 % bio-oil – 0,8 %, fuel oil – 1,1 %. It means that renewable fuel sharel is 87 %, peat – 7 % and non-renewable – 6 %. Management of fuel delivery and contracting exercise Gert Lundin, Sderenergi AB, Box 7074, 152 27 Sdertlje, tel: +46 00 8553055, info@soderenergi.se.

This is how the CHP Igelsta in Sdertlje is working – generates heat and electricity and utilizes not only wood waste, but also other flammable industrial waste, not just Swedish. Fluidized bed boiler and the corresponding cleaning system allows utilization of both domestic and "foreign” garbage for the benefit of them selves and the environment. Streamlined logistics, choice of most economical fuel composition and the mode of transport, the cooperation with the energy company FortumVrme, ensuring optimal utilization of equipment – all these factors are included in the concept of the efficient production of electricity and heat from biofuel.

УДК 621.565.952. Е.Н. Ахмедьянова Челябинская государственная агроинженерная академия, г. Челябинск, Россия


Достоинства систем централизованного теплоснабжения общеизвестны [1, 3, 5]. Но использование систем централизованного теплоснабжения в малых поселениях связано с некоторыми особенностями. В первую очередь, надо отметить, что большинство котельных созданы в и эксплуатируются с середины семидесятых годов и выработали значительную часть своего ресурса. Не смотря на частые ремонты и длительную эксплуатацию, состояние самих теплогенерирующих устройств, как правило, удовлетворительное. В тоже время состояние теплоцентралей можно характеризовать крайне большими потерями в окружающую среду. Износ теплоизоляционного и защитного материала приводит к потери до 50 % вырабатываемой тепловой мощности, особенно в тех случаях, где длина теплоцентралей превышает 300–400 метров при мощности котельной до 500 кВт.

Кроме того, эксплуатация жидко топливных котельных, сопряжена со значительными экономическими издержками вследствие сложившегося на сегодняшний день ценообразования на жидкое топливо. Не добавляет надёжности и применение в большинстве случаев одноконтурных систем с одним котлоагрегатом.

Выходом из данной ситуации может являться создание малых теплогенерирующих устройств модульного типа предназначенных для теплоснабжения отдельно стоящих зданий и использующих в качестве топлива пеллеты. Достоинство такого подхода следующие: используется местное сырьё, а точнее утилизируются отходы местной лесоперерабатывающей промышленности. При использовании модулей подключаемых к существующим системам водяного отопления снижаются до минимума потери тепла при его передаче, снижается стоимость установки по сравнению с внутридомовыми системами, в конечном итоге возрастает гибкость регулирования и надёжность системы в целом. При модульной системе достаточно просто реализуется система с полным дублированием тепловырабатывающих устройств, а современные пеллетные водогрейные котлы могут функционировать в полуавтономном режиме. При проектировании и разработке таких устройств, следует учитывать, что состояние внутридомовых систем распределения и передачи тепла зачастую оставляет желать лучшего, системы водоподготовки при их использовании будут требовать расходных материалов, или обслуживаться с нарушением технологии. Выходом может являться использование двухконтурных систем отопления.

Рис. 1. Схема подключения теплогенерирующего модуля Использование внутридомового контура, при котором вода циркулирует по контуру – отопительные приборы здания, теплообменник модуля, и не имеет превышения температуры выше 80 °С, что полностью устраняет возможность появления накипи в этом контуре и удовлетворяет требованием к системам отопления детских учреждений [2]. Контур циркуляции теплоносителя внутри модуля, включает два дублирующих, установленных в параллель котла с дублированными циркуляционными насосами, системой компенсации утечек, и теплообменником обеспечивающим передачу тепла во внешний контур. В качестве теплоносителя во внутреннем контуре используются незамерзающие жидкости, что весьма эффективно учитывая небольшие объёмы внутреннего контура. Некоторое увеличение стоимости системы оправдывается облегчением обслуживания внешнего контура, и двукратным резервированием внутреннего, что повышает гибкость регулирования и надёжность системы в целом.


1. Сканави А.Н. Отопление: Учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению «Строительство», специальности 290700/ Л.М. Махов. – М.: АСВ, 2002. – 576 с.

2. СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 1999.

3. Андреевский А.К. Отопление: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд. – Минск: Высш.

шк, 1982.

4. Богословский В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха): Учебник для вузов. – 2-е. изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1982.

5. Веденяпин А. Курс отопления и вентиляции. – СПБ, 1891.

УДК 621. В.Б. Белый Алтайский государственный аграрный университет, г. Барнаул, Россия




Проблема качества электрической энергии в электрических сетях сельскохозяйственного назначения не менее актуальна, чем для сетей промышленных или городских. Для сельских потребителей основными показателями качества электрической энергии, которые значительно влияют на технологические процессы, являются параметры напряжения: отклонение напряжения, коэффициенты несинусоидальности обратной и нулевой последовательности Анализ качества электрической энергии, проведенный в ряде районов Алтайского края, показывает следующее.

Исследование качества напряжения на трансформаторных подстанциях животноводческих комплексов выявило, что на стороне 0,4 кВ трансформаторов отклонение напряжения 53 % времени находится в пределах нормируемого интервала ±5 %, а 45 % выше этого предела. Математическое ожидание отклонений напряжения изменяется в пределах от 0,62 до +8,56 %;

вероятность попадания в нормируемый интервал от 5,5 до 98 % (при нормируемых 95 %).

Отмечено, что свыше 60 % электроэнергии, потребляемой сельскими электроприемниками, не отвечает требованиям стандарта. Ни в одной из обследованных точек электрической сети 0,38 кВ напряжение не соответствует нормируемым значениям. Математическое ожидание отклонений напряжения находится в пределах 16 %, а среднее квадратичное отклонение 1,8–6 %. Диапазон изменения напряжения составляет 15–28 % от номинального.

В достаточно слабых сельских электрических сетях 0,38 кВ более отчетливо проявляются пусковые режимы электродвигателей мощностью от 42 кВт и выше. Большой размах отклонений напряжения затрудняет выбор оптимального регулировочного ответвления трансформаторов.

Данные о замерах фазных и линейных напряжений позволили вычислить коэффициенты обратной и нулевой последовательности. Коэффициент обратной последовательности (k2U) достигает 6,5 % (вместо нормируемых 2 %), математическое ожидание М(k2U) = 2,45, среднее квадратичное отклонение К2U = 1,35. В 40 % замеров коэффициент k2U находится в пределах от 3 до 4 %, и в 73 % превышает нормируемые 2 %. Коэффициент нулевой последовательности (k0U) достигает 6 % (в отдельных случаях превышает 7 %), математическое ожидание М(k0U) = 2,4, среднее квадратичное отклонение К0U = 1,44.

Широко распространенные электроприемники с нелинейными вольт- и вебер-амперными характеристиками являются источниками помех. Они потребляют из сети несинусоидальный, а иногда и непериодический, ток.

В результате возникают нелинейные искажения кривой питающего напряжения, которые неблагоприятно сказываются на работе систем релейной защиты, автоматики, радиоэлектронной аппаратуры и силового электрооборудования.

Проведенные выборочные измерения коэффициента искажения синусоидальности и спектрального состава высших гармоник и их анализ позволили сделать следующие выводы. Коэффициент искажения синусоидальности kU в абсолютном большинстве не превышает предельных значений, допустимых стандартом (12 %). Но математическое ожидание коэффициента искажения синусоидальности составляет 9,1 %, что превышает нормально допустимые значения (8 %). Отмечено, что пики наибольших значений kU приходятся как на дневной максимум нагрузки (связано с нелинейными производственными электроприемниками), так и на вечерний бытовые нелинейные электроприемники.

Из анализа гармонического состава следует, что в спектре высших гармоник преобладающей является 3-я гармоника, заметны также 5, 7, 9 и 11я гармоники, четные гармоники на порядок меньше соседних нечетных.

Анализ по режиму электропотребления крупными животноводческими и свиноводческими комплексами показал следующее. Размах отклонений напряжения на животноводческих комплексах достигает зимой от 7,2 до +14,5 % и летом от 14,5 до +9,1 %. Вероятность попадания отклонений напряжения в нормируемый интервал на подстанциях в различные дни составляет 57–65 % зимой и 79–90 % летом. Несимметрия напряжений превышает нормируемые 2 %.

Потери напряжения во внутренних сетях достигают 8 %. При этом на внешних участках сети до ввода в здания потеря напряжения варьирует от 1,8 % до 6,1 %. С учетом потерь напряжения во внутренних сетях размах математических ожиданий отклонений напряжения на зажимах отдельных электроприемников составляет: от 4,0 до +2,14 % зимой и от 10,8 до +0,49 % летом.

Размах отклонений напряжения на свиноводческих комплексах составляет от 10,0 до +15,0% зимой и от 5,0 до +10,0 % летом. Отклонение напряжения находится в допустимых пределах с вероятностью 74–96 % зимой и 33–76 % летом.

УДК 621. П.В. Беляев1, А.И. Дейна1, Д.И. Сокур Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия Омский филиал ОАО «РОСТЕЛЕКОМ», г. Омск, Россия




Для повышения эффективности использования электрооборудования в агропромышленном комплексе, снижения установленной мощности, уменьшения потерь, повышения надежности, ремонтопригодности, снижения затрат на эксплуатацию необходимо более детально рассчитывать режимы работы электрооборудования и технологических установок, входящих в состав электротехнических комплексов.

Моделирование динамических процессов в электротехнических комплексах предполагает создание адекватных математических моделей отдельных подсистем. Уточнение математических моделей отдельных подсистем, с учетом более тонких физических эффектов, и необходимостью учета связей между подсистемами приводит к существенному усложнению обобщенных математических моделей электротехнических комплексов.

Электротехнические комплексы и системы в агропромышленном комплексе имеют подсистемы различной физической природы, например электротехнический комплекс электронный преобразователь – нагнетательная машина вынуждает к совместному рассмотрению электромагнитных, механических и термодинамических процессов. Каждая из подсистем имеет нелинейный характер и различную скорость протекания физических процессов, кроме того необходимо учесть связи между подсистемами, также описываемыми нелинейными уравнениями.

Математическая модель электротехнического комплекса становиться сложной с большим числом нелинейных дифференциальных и алгебраических уравнений. Очевидно, что точного решения такие системы уравнений не имеют, но и не все классические численные методы дают решение за приемлемое время или не дают решение вообще из-за проблем численной устойчивости.

В статье рассматриваются проблемно-ориентированные численные канонические методы анализа динамических процессов, протекающих в электротехнических комплексах и системах с различной природой физических процессов отдельных подсистем.

В большинстве случаев математические модели подобных электротехнических комплексов и систем обладают рядом специфических свойств, например свойством жесткости, вызванным наличием значительно отличающихся друг от друга постоянных времени переходных процессов в отдельных подсистемах. Это обстоятельство, в свою очередь, требует применения для их решения специализированных проблемно-ориентированных численных канонических методов.

Теоретическое обоснование численных канонических методов решения жестких систем нелинейных дифференциально-алгебраических уравнений дано в работе [1]. Известны численные схемы и алгоритмы с переменным шагом, построенные для исследования электромеханических систем и нелинейных электрических цепей с дискретно изменяющимися параметрами и (или) топологией [2]. Свойства подобных методов исследованы недостаточно, что затрудняет выбор оптимального из всего многообразия методов для решения конкретных задач электротехники, преобразовательной техники, электромеханики и термодинамики.

Одним из определяющих свойств численных методов, как традиционных так и проблемно-ориентированных канонических методов, существенно влияющим на затраты машинного времени и точность расчета, являются численная устойчивость и точность применяемых методов, т.к. они накладывают в ряде случаев значительные ограничения на выбираемый шаг интегрирования.

В докладе рассмотрены области точности канонических методов первого, второго и третьего порядка.

Численная схема канонических методов представляется в общем, виде как:

где Cr, a,, rS, r – параметры метода;

A (i) – матрица динамических параметров;

A(i, t ) – матрица Якоби.

Численная схема канонических методов разработана с учетом их вложенности с целью построения оптимизированных по числу вычислительных процедур алгоритмов.

После согласования разложения в ряд по численной схеме (1), (2) в окрестности точки (tn h) для тестового уравнения с рядом Тейлора, определили, что один из параметров метода, а именно a, является свободным.

Для эффективного решения жестких систем дифференциальных уравнений необходимы A и L – устойчивые методы, их применение снимает проблему численной устойчивости, но ограничения на шаг интегрирования остаются, и он выбирается из условий требуемой точности.

После оптимизационных исследований на тестовом уравнении (3) выявлено, что для построения А-устойчивых, вложенных, одношаговых проблемно-ориентированных канонических методов и алгоритмов на их основе значения свободного параметра должно быть выбрано из интервала значений [1/3; 1,068579].

После построения областей точности разработанных канонических методов необходимо отметить, что канонические методы третьего порядка точности характеризуются более широкими областями точности, чем классические методы Рунге-Кутты. Кроме того, у канонических методов отсутствуют ограничения на шаг интегрирования по условиям устойчивости в отличие от метода Рунге-Кутты, для которого ограничения на шаг интегрирования весьма существенны.

В заключение отметим, что для решения жестких систем дифференциально-алгебраических уравнений, описывающих динамические процессы, протекающие в электротехнических комплексах целесообразно применять канонические методы и алгоритмы, построенные на их основе.


1. Копылов И.П., Ковалев Ю.З. Расчет переходных процессов электрических машин при автоматизированном проектировании. Изв. АН СССР. // Энергетика и транспорт. – 1980. – № 3. – С. 13–15.

2. Беляев П.В., Ковалев Ю.З. Численное моделирование на ЭЦВМ динамических процессов устройств преобразовательной техники. – Проблемы преобразовательной техники. – Ч. 2. – Киев: ИЭД АД УССР, 1983. – С. 3–6.

УДК 664.834.1.039. Д.Н. Бобов, И.В. Алтухов Иркутская государственная сельскохозяйственная академия, г. Иркутск, Россия



Улучшение качества сельскохозяйственной продукции является важным показателем, который эффективно влияет на повышение сельскохозяйственного производства. Усиление контроля качества и безопасности продовольствия отражены в долгосрочной целевой программе Иркутской области «Развитие сельского хозяйства и поддержка развития рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия в Иркутской области на 2013–2020 годы». Качество продукции есть совокупность свойств, которые обуславливают её пригодность удовлетворять потребности в соответствии со своим назначением, следовательно, применение и совершенствование методов оценки качества свеклы в технологии сушки позволит разработать эффективные режимы ИК энергоподвода, тем самым повысить сохранность витаминов и микроэлементов, а также увеличить спрос и потребительскую стоимость исследуемого продукта. Кроме того свекла может применяться в качестве лечебно-профилактического препарата.

Свекла является одним из самых распространённых корнеплодов в нашем государстве. Она обладает большим количеством целебных свойств.

Содержащиеся витамины и микроэлементы в ней необходимы для поддержания правильной работы человеческого организма. Суточное потребление свеклы в количестве 27–33 грамма восполняет человеческий организм витаминами В1, В2, В6, С, U, аминокислотами, марганцем, калием, кальцием, магнием, кобальтом, солями железа и йодом. Сушеную свеклу употребляют для улучшения аппетита, она способствует выведению шлаков и токсинов из организма и полезна для людей, страдающих сердечнососудистыми нарушениями.

И самое важное – в свекле находится такой микроэлемент как бетаин.

Он необходим для улучшения работы печени, жирового обмена в организме и укрепления капилляров, а также для снижения содержания холестерина в крови. Уникально то, что его ни в каких других овощах и фруктах учёным до сих пор не удалось обнаружить [3].

На сегодняшний день в Иркутской области возделывают такие сорта свеклы как Бордо 237, Пушкинская плоская К-18, Северный шар, Сибирская плоская, Полярная, Холодостойкая, Несравненная, Браво, Египетская, Цилиндра, Ленинградская округлая, Хавская, Мадам ружетт, Боро, Детройская круглая, Обыкновенное чудо. Практически все эти сорта свеклы имеют округлую форму и одинаковый химический состав. Основные отличия в размере и окраске.

Для оценки качественных показателей свеклы существуют различные методы, которые требуют совершенствования. Исходя из этого, целью данной работы является совершенствование методов оценки качественных показателей в технологии сушки свеклы ИК излучением. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

провести анализ микроэлементов свеклы, применяемой для возделывания в Иркутской области;

исследовать существующие методы оценки качественных показателей;

провести анализ приборов и оборудования для определения качественных показателей;

разработать методику и приборное обеспечение оперативного определения качественных показателей свеклы;

на основе полученных данных разработать эффективные режимы ИК энергоподвода для сушки свеклы.

В связи с большим количеством витаминов и микроэлементов в свекле возникает необходимость их сохранности, которая обеспечивается за счёт применения одного из перспективных способов консервирования. Этим способом является инфракрасная сушка.

Правильная организация процесса сушки продуктов по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80–90 % от исходного сырья. За счёт данной технологии обработки продуктов увеличивается их срок хранения, при этом потери витаминов составляют 5–15 %. Однако внимания заслуживают не только свойства получаемых сухопродуктов, но особенности оборудования для сушки продуктов с помощью инфракрасного излучения и технологических процессов, основанных на этом принципе.

Технология инфракрасной сушки влажных продуктов позволяет практически на 100 % использовать подведенную к сухопродукту энергию. В отличие от всех других видов сушки, энергия подводится непосредственно к воде продукта, чем достигается высокое КПД, то при таком подводе тепла нет необходимости значительно повышать температуру подвергающегося сушке продукта, и можно вести процесс сушки при температуре 40–60 градусов.

Такая сушка продукта дает два преимущества: во–первых, при таких температурах максимально сохраняется продукт: не рвутся клетки, не убиваются витамины, не карамелизируется сахар; во–вторых, низкие температуры не греют сушильное оборудование, то есть нет потерь тепла через стенки, вентиляцию. В то же время инфракрасное излучение при температуре 40–60 градусов позволяет уничтожить всю микрофлору на поверхности продукта, делая сухопродукт практически стерильным. Оборудование, применяемое при этом виде сушки, обладает следующими достоинствами:

самое низкое удельное энергопотребление на 1 кг испаренной влаги;

менее 1 кВт·ч/кг (в два раза меньше любых сушильных установок);

сушка продуктов производится при низкой температуре – 40–60 °С;

сушка продуктов производится с высокой скоростью – 30–200 мин.;

простота и надежность, низкая цена и высокая окупаемость [1, 4, 5].

Правильная организация процесса сушки по данной технологии также предполагает выбор оптимально источника ИК излучения для наиболее эффективного ИК энергоподвода. Из существующих источников ИК излучения наибольшее предпочтение для сушки свеклы имеют электрические тёмные ИК излучатели. Тёмные инфракрасные излучатели, как правило, очень устойчивы к механическим воздействиям и излучают мягкое длинноволновое инфракрасное излучение. КПД тёмного электрического излучателя находится в пределах 90 %.

В технологии сушки свеклы ИК излучением для определения качественных показателей возникает необходимость применения методов оценки качества высушенного продукта. Совершенствование этих методов позволит разработать эффективные режимы ИК энергоподвода. Численные значения показателей качества исследуемого продукта осуществляются с помощью объективных и эвристических методов оценки качества.

Методы, которые основаны на определении показателей качества продукта путём измерений или выявления отклонений этих показателей от установленных требований называются объективными методами оценки показателей качества.

Виды объективных методов оценки показателей качества:

1. Измерительный метод – это метод который основан на использовании реактивов, измерительных приборов и других технических средств измерений. Достоинствами данного метода являются точность, объективность и возможность выразить качественные показатели в единицах определённой размерности. К недостаткам данного метода относится использование в ряде случаев достаточно сложного оборудования, а также потери образцов исследуемого товара за счёт порчи или разрушения на испытаниях.

2. Регистрационный метод – это метод, который основывается на результатах подсчёта количества продукции с различными видами дефектов и отклонениями от требований нормативных документов. К недостаткам этого метода относятся трудоёмкость и длительность проведения наблюдений.

3. Расчётный метод – это метод, который основан на получении показателей расчётным путём. При использовании данного метода качественные показатели определяются путём расчёта с использованием формул и математических моделей.

4. Статистический метод – это метод, при котором значения показателей качества продукции определяют с использованием методов теории вероятности и математической статистики. Статистические методы применяются в системах качества, при сертификации продукции и систем качества. Методы математической статистики позволяют с заданной вероятностью проводить оценку качества. Статистические методы способствуют сокращению затрат времени на контрольные операции и повышению эффективности контроля.

Методы оценки качества товаров, основанные на использовании органов чувств человека, интуиции и совместного опыта людей называются эвристическими методами [2].

Виды эвристических методов оценки показателей качества:

1. Органолептический метод – это метод, который отличается простотой. Он не требует применения специального оборудования для проведения исследований, базируясь на использовании органов чувств человека (обоняние, осязание, зрение, слух и вкуса).

2. Экспертный метод – это метод, который основан на решении, принимаемом экспертами, т. е. группой специалистов. Точность полученных оценок в бальной системе зависит от квалификации экспертов и правильной организации проводимой экспертизы.

3. Социологический метод – это метод, который базируется на изучении мнений потребителей широкого круга об уровне качества продукции.

Информацию о мнении потребителей получают в результате проведения анкетирования, конференций, устных опросов, аукционов, выставок – продаж и т. д.

Вывод. Проанализировав существующие методы оценки качества можно сделать следующие выводы: использование измерительного, расчётного и статического методов оценки качества в технологии сушки свеклы ИК излучением позволит их применять для выбора эффективных режимов ИК энергоподвода. Эвристические (экспертные) методы оценки позволят определять качественные показатели свеклы оперативным способом.


1. Криксунов Л.С., Волков В.А., Вялов В.К. и др. Справочник по приборам инфракрасной техники / Под редакцией Л.С. Криксунова. – К.: Техника, 1980. – С. 226–229.

2. Методы оценки качества: (опубликовано в 2008 г.). –Электронный ресурс. [Режим доступа]: http://www.hanadeeva.ru/biblioteka/referati_po_economike/kashestvo /index. html.

3. Морковь и столовая свекла (опубликовано 07. 05. 2010 г.). –Электронный ресурс.

[Режим доступа]: http://otherreferats.allbest.ru/ cookery/00055751_0.html.

4. Технология консервирования /Э.С. Гореньков, А.Н. Горенькова, Г.Г. Усачёва – М.: Агропромиздат, 1987. – 351 с.

5. Худоногов И.А., Очиров В.Д. Влияние режимов ИК-энергоподвода на качественные и количественные показатели сушёных корнеплодов моркови // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – № 8 (70). – 2010. – С. 73–77.

УДК 621. Н.И. Богатырев1, Н.С. Баракин1, Д.Ю. Семернин1, В.Н. Ванурин Кубанский государственный аграрный университет, г. Краснодар, Россия ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии, г. Зерноград, Россия



В последнее время наблюдается тенденция использования для ветроэнергетических установок (ВЭУ) и малых ГЭС асинхронных генераторов (АГ), более дешевых, простых в эксплуатации и надежных в работе по сравнению с синхронными генераторами. Одна из основных проблем применения ВЭУ и малых ГЭС в производстве – низкое качество электроэнергии из-за нестабильности мощности ветрового и водяного потоков [1]. Задачи стабилизации напряжения и частоты генерируемого тока в этих установках можно решить разными путями, в частности, с помощью систем стабилизации частоты вращения ротора генератора (за счет механических систем приводных двигателей), а также автоматических систем регулирования напряжения и частоты [2]. С появлением недорогих и производительных микроконтроллеров более перспективной представляется разработка электронных систем регулирования параметров и сбора информации для управления ветро- и гидроэнергетическими установками и контроля их состояния. Мы ведем работы по созданию подобных систем с целью максимального упрощения механической части рассматриваемых установок малой мощности.

Одним из главных элементов этой системы остается генератор. Нами предлагается АГ с четырёхполюсной двухслойной обмоткой (рис. 1) с шириной фазной зоны 120° и диаметральным шагом (коб = 0,831) на базе асинхронного двигателя (АД) 4A100S4 с длиной статора l=110 мм. Расчетное соотношение ЭДС на выводах возбуждения и нагрузки Ев/Ен = 220/220 В. Приняв индукцию в воздушном зазоре, как и у базового двигателя Bs = 0,86 Тл, получили число витков на фазу w = 240. В катушке 240/12 = 20 витков. Катушки с нечётными номерами выполнены проводом d / d из 0,90/0,965 мм.

Сечение провода S = 0,636 мм2. Катушки с чётными номерами выполнены проводом d / d из 1,18/1,26 мм. Сечение провода S = 1,09 мм2.

Рис. 1. Базовая схема новой обмотки АГ с возможностью выполнять коммутацию катушечных групп в выведенный По расчетным данным изготовили АГ и выполнили лабораторные испытания по известной методике [3].

1. Измерение сопротивления новой обмотки.

По исходной схеме расположения выводов (рис. 1) измерялась активная составляющая сопротивления частей фазной обмотки при температуре 20 оС.

При испытаниях точки соединения выводов В1, В2, В3 – разомкнуты. Измерение сопротивления выполнено прибором ИС-10 с трёхкратной повторностью.

Результаты измерения активной составляющей сопротивления Выводы обмотки Сопротивление, Среднее значение, Ом Приведённое сопротивление частей обмотки Н1-2К, Н2-4К, Н3-6К к рабочей температуре даёт следующие результаты:

что совпадает с расчётным значением – 1,32 Ом.

Приведённое сопротивление частей обмотки Н1-1Н, Н2-3Н, Н3-5Н к рабочей температуре даёт следующие результаты что совпадает с расчётным значением – 2,27 Ом.

2. Испытание асинхронного генератора в двигательном режиме Испытание АГ в режиме АД производилось с целью проверки разработанной обмотки, определения потерь холостого хода (ХХ) и короткого замыкания (КЗ). Выполнено по схеме (рис. 2) путем подключения питания к выводам В1, В2, В3 и к выводам Н1, Н2, Н3. Снижение напряжения осуществляется по двум вариантам: быстро (соизмеримо со временем самоторможения АД) и медленно по точкам с выдержкой времени.

Характеристики ХХ приведены на рисунке 3.

Ток холостого хода составляет 5,36 А и активная мощность холостого хода машины – 136 Вт в режиме двигателя (расчётное значение линейного тока холостого хода 5,3 А при номинальном линейном напряжении сети 220 В). Напряжение между выводами В1 и H1 составляет 133,2 В. Напряжение расчётное равно 224/1,73 В = 129,47 В.

Рис. 2. Схема испытания АГ в режиме АД. QF – автоматический выключатель;

TU – автотрансформатор АТМН-32/0 – 240 В; TA1 – TA3 трансформаторы тока 15/5;

PS – анализатором качества электроэнергии Ресурс-UF2M-3Т52-5-100- Рис. 3. Характеристика холостого хода АГ в режиме АД.

1 – быстрое снижение напряжения на статоре; 2 – плавное снижение напряжения на статоре (заметно возрастание тока при малом напряжении) 3. Исследование асинхронного генератора в режиме конденсаторного возбуждения Схема испытания приведена на рисунке 4.

При перекрёстном включении емкостей на выводы В1-Н2, В2-Н3, Н1В3 АГ, после самовозбуждения, замерялось напряжение на выводах Н1,Н2, Н3 – 283,6 В при 60 мкФ, далее снижалась величина ёмкости.

Рис. 4. Схема испытания АГ в режиме конденсаторного возбуждения.

С1 – С3 – конденсаторы К78-36; R – угольный реостат; LD – индукционный регулятор на базе АД с фазным ротором; PA1 – PA3 – амперметры Э514 - 5 - 10А;

TA1 – TA3 трансформаторы тока 15/5; PS – анализатором качества электроэнергии Ресурс-UF2M-3Т52-5-100- Рис. 5. Кривая намагничивания АГ при емкостном возбуждении:

б) зависимость напряжения от емкости конденсаторов возбуждения Выводы Предварительные исследования асинхронного генератора с новой статорной обмоткой свидетельствуют:

1. Экспериментальный образец АГ по основным параметрам соответствует расчетным данным.

2. Такой генератор может применяться в системах автономного электроснабжения с приводными ветро- и гидродвигателями.


1. Богатырев Н.И., Креймер А.С. Моделирование ветровой нагрузки для ВЭУ с асинхронным генератором // Мех. и электр. с. - х. – 2004. – № 5. – С. 22–23.

2. Пат. № 2225531 РФ МПК F 03 D 7/04. Ветроэнергетическая установка / Богатырев Н.И., Ванурин В.Н. и др.; – Опубл. 10.03.04; Бюл. № 7. – 12 c.

3. Богатырев Н.И., Ванурин В.Н., Вронский О.В. Схемы статорных обмоток, параметры и характеристики электрических машин переменного тока: моногр. /под. ред.

В.Н. Ванурина: – Краснодар, 2007. – 301 с.

УДК 621.18. О.Г. Брюнина Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова г. Саратов, Россия


Направления развития котлостроения в России тесно связаны с политикой теплоснабжения.

В настоящее время параллельно централизованному теплоснабжению наблюдается широкомасштабное развитие децентрализованного на базе крышных и блочных котельных.

Развитию децентрализации в России способствуют:

износ фондов теплоснабжения (до 65–70 %);

потери в тепловых сетях до 20 % [1];

перерасход топлива и перетоп зданий в теплый период отопительного периода;

рост тарифов на теплоснабжение.

Поэтому в энергетической стратегии России на период до 2030 г. указана необходимость оптимального сочетания централизованного и децентрализованного теплоснабжения.

Развитие децентрализации повлияло на рынок отечественного котлостроения следующим образом [2]:

сокращение объемов производства котлов мощностью свыше 20 МВт;

рост объемов производства котлов мощностью до 1 МВт, а также 1– 20 МВт;

рост производства бытовых газовых котлов;

расширение лицензионного производства, использование импортных комплектующих и зарубежных технологий производства котельного оборудования;

усиление конкуренции со стороны импортеров котельного оборудования.

В России существует несколько десятков котлостроительных заводов.

Наиболее крупными из которых являются Дорогобужкотломаш, Бийский, промышленная группа «Генерация», Подольский машиностроительный завод, Ижевский, «Теплоуниверсал», «Энтророс», «Петрокотел» и т.д.

Ассортимент выпускаемых котлов имеет широкий диапазон: начиная с крупных котлов мощностью свыше 200 МВт до бытовых.

Основными тенденциями развития отечественного котлостроения являются:

повышение эффективности работы традиционных котлов путем интенсификации теплообмена;

реконструкция котлов для работы на твердых видах топлива: угле, торфе, биотопливе, что вызвано формированием на внутреннем рынке «дефицита» топливных ресурсов экспортного потенциала – природного газа и нефти;

строительство котлов использующих высокоэффективные способы сжигания топлива, например котлов пульсирующего горения, пиролизных, конденсационных, гидронных и других котлов, производство малогабаритных модульных котлов для блочных и крышных котельных.

Рынок котлов мощностью от 100 кВт до 20 МВт представлен как традиционными котлами водотрубного типа, так и жаротрубными.

Котлы водотрубного типа имеют меньшую металлоемкость, более высокие коэффициенты теплопередачи, они более безопасные, чем жаротрубные.

Однако современные жаротрубные котлы превосходят водотрубные по качеству комплектующего оборудования (автоматики, арматуры) и пользуются большей популярностью. Горелки отечественного производства уступают импортным по качеству смешения и экологическим показателям, поэтому отечественные котлы часто комплектуют горелками импортного производства, которые имеют большую длину факела и пригодных лишь для жаротрубных котлов.

Рынок жаротрубных котлов представлен котлами с двух и трехходовой схемами движения дымовых газов, а на некоторых заводах, например на котельном заводе «Сарэнергомаш» производятся котлы с четырехходовой схемой движения газов.

Увеличение ходов движения дымовых газов позволяет наиболее полно их охладить, т.е снизить потери теплоты и увеличить КПД котла. Для защиты от конденсации многие заводы делают дымогарные трубки таких котлов двух и многослойными. Для интенсификации теплообмена в трубках таких котлов встроены турбулизаторы, также изменяют компоновку и расположение дымогарных трубок относительно оси топки.

Большое водонаполнение жаротрубных котлов уменьшает частоту выключения и включения горелок, а, следовательно, снижает вредное воздействие на окружающую среду.

Переход от централизованного теплоснабжения к индивидуальному активизировал рост производства бытовых котлов.

На отечественном рынке выпускается широкий ассортимент бытовых котлов одно, двух контурных, со стальными, медными, чугунными теплообменниками, напольных и настенных, работающих не только на газе, но и на дизельном топливе, угле, дровах, торфе, а также на нескольких видах топлива. Конструкции новых котлов основываются в основном на традиционных котлах АОГВ, КОВ. Отсутствие конкурентно способных отечественных горелок побуждает многих производителей использовать импортные горелки и автоматику, циркуляционные насосы. Однако стоимость таких котлов меньше чем импортных.

На рынке отечественного котлостроения бытовых котлов наиболее известными являются ОАО «Конорд» (г. Ростов-на Дону), Жуковский машиностроительный завод (Подмосковье), «Газоаппарат», ОАО «Борисоглебский» (Воронежская область), ОАО «Боринское» (Липецкая область), «Сигнал» (г. Энегельс).

Строительство крышных и блочных котельных стало стимулом для создания котлов модульного типа, имеющих малогабаритную конструкцию. К таким котлам относятся напольные котлы марок Классик, Премьер, Зиосаб -250 М конструкция которых позволяет их монтировать один над другим благодаря этому экономится до 30 % площади котельной.

ООО ПКП «ГАзПремиум» г. Саратова производит автоматизированные модульные теплогенераторы ТМ – 100, имеющими малогабаритную конструкцию, состоящие из четырех теплообменников с индивидуальными атмосферными горелками, позволяющими плавно регулировать температуру воды на выходе из котла.

Наряду с традиционными котлами в последние десять лет развиваются принципиально новые конструкции котлов: пульсирующего горения, пиролизные, гидронные, конденсационные, вакуумные.

Такие котлы имеют высокие коэффициенты теплопередачи, более экологичные, не требовательны к качеству водоподготовки, однако эти котлы имеют высокую стоимость, что тормозит их покупательную способность.


1. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. //Вестник энергосбережения Южного Урала. – 2009. – № 9.

2. Исследование рынка горелочного оборудования. Электронный ресурс. [Режим доступа]: http://www.businessmonitor.ru/.

3. Хаванов П.А. Водогрейные котлоагрегаты малой мощности. Теплотехнические особенности применения. // Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы» – 2011. – № 11.

УДК 636.621.001. В.С. Бурлаков Белгородская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Я. Горина, г. Белгород, Россия



Одной из основных причин снижения рентабельности отраслей сельского хозяйства, за последние годы, является повышение цен на традиционные энергоносители – нефтепродукты, газ, уголь, электричество. Работы, направленные на снижение затрат на энергоресурсы, на разработку и использование нетрадиционных источников тепла, становятся в настоящее время весьма актуальными.

Если, по результатам наших исследований, в условиях, например, жаркого климата Туркмении, речь может идти о полной замене обычных энергоносителей солнечной энергией на отдельных технологических процессах, то климат средней и южной полосы России позволяет говорить о частичной их замене.

В первую очередь снизить энергозатраты, необходимо на процессах создания микроклимата и нагрева воды в животноводческих помещениях, в теплицах, мойке инвентаря и доильного оборудования, при выкормке шелкопряда, морке и сушке коконов и др.. Поэтому следовало создать технические средства для нагревания воздуха и воды с помощью солнечной энергии.

Согласно СниП на период май–сентябрь средние величины (для Белгородской и Курской областей) количество поступающей на приемник солнечной энергии равно 500–540 ккал/ м2ч. Для этих же месяцев, например, по Туркменистану 650–700 ккал/ м2 ч.

Нами разработаны принципиальные конструкции гелиоэлектрических установок, получены теоретические и экспериментальные данные подтверждающие их эффективность. Гелиоустановки для нагревания воды и воздуха (генераторы солнечной энергии) – это емкости с теплоизоляцией, обращенные на юг с целью захвата максимума энергии солнца. Нагревательные элементы (котлы) состоят из расположенных на передней стенке емкости, верхней части – рам с двухслойными стеклами и нижней – трубчатого коллектора (для нагревания воды), притопленного на 2/3 диаметра в зачерненный песок (аккумулятор тепла).

Для нагревания воздуха нижняя стенка состоит из зачерненного гофрированного аллюминия или стали, с целью увеличения площади и интенсивности поглощения тепла. Зачерненная поверхность пронизана отверстиями для сообщения с внутренней камерой емкости. Принудительная циркуляция воздуха обеспечивается электрическим вентилятором. Воздушный зазор между стеклами составляет 10–15 см.

С помощью датчиков обеспечивается автоматический контроль за тепловым режимом. Отличительной особенностью конструкции является наличие вмонтированного в коллектор внутри установки электрообогревателя, служащего для дополнительного подогрева в период недостаточного количества солнечной радиации и для прогрева установки при ее пуске.

Электрообогреватель, находясь в теплоизоляционной камере работает с высоким к.п.д и не требует большой мощности. Электроподогрев (дополнительный) работает автоматически, включаясь и выключаясь от датчика температурного режима.

Расчеты и экспериментальные результаты полученные на опытных установках, показывают возможность в средней и южной полосе России в период май-сентябрь получать экономию затрат на традиционные теплоносители в пределах 20–30 %.

На основе анализа теплового баланса гелиоустановок вычисляли среднюю температуру воздуха tf1 в камере в зависимости от средней наружной температури tf2.

Даже при понижении температуры до 15–20 °С, внутри гелиокотла температура поддерживается достаточно высокой. Например, для условий Белгородской области при внешней температуре 25 °С в солнечную погоду, внутри установки можно получить 65–75 °С.

В пасмурные дни, при легкой облачности в гелиоустановках температура поддерживается за счет рассеянной радиации.

Рис. 1 Тепловой баланс гелиоэлектрической установки Для подтверждения теоретических расчетов теплового баланса гелиоэлектрической установки были проведены экспериментальные исследования. Для этого установка была оснащена температурными датчиками, нагнетательным вентилятором, электроувлажнителем и дополнительными электронагревателями (ТЭНами). Автоматическое управление температурным режимом обеспечивалось электрической схемой (рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная схема гелиоэлектрической установки На схеме включением и отключением электродвигателей вентилятора и увлажнителя (М2 и М1), электротенов (RН1; 2; 3;) руководили температурные датчики Д1 (ДT 01) Д2 (ДT 02) через электромагнитные реле и пускатели (К1; К2; К3; К4; К5 и К6). Установка подключалась к трехфазной сети переменного тока 380/220 В, 50 Гц.

Результаты экспериментальных исследований теплового баланса гелиокотла, позволяют сделать выводы о реальных возможностях установки такого типа, сравнить результаты опыта с расчетными данными.

Анализ результатов экспериментальных исследований теплового баланса установки в целом подтверждает теоретические расчеты.

Небольшие расхождения можно объяснить несовершенством теплоизоляции опытного образца.

Резервом повышения коэффициента полезного действия гелиоустановки является обеспечение синхронного движения плоскости теплопоглотителя с перемещением солнца. Для этого необходимо разработать простой программный механизм поворачивающий гелиоустановку в оптимальное положение по отношению к солнцу.

При расчетах нашей установки на нагревание воды вместо гофрированного теплопоглотителя, монтировался трубчатый коллектор погруженный в зачерненный песок. Тепловая мощность установки (кВт) рассчитывалась по известной формуле:

где J – плотность солнечной радиации Вт/м2;

S – площадь рабочей поверхности гелиоколлекторов, м2;

– тепловой к.п.д. гелиоколлекторов.

Количество тепловой энергии, произведенной гелиоустановкой, определяется следующим расчетным соотношением (кДж):

где Pcp – среднесуточная тепловая мощность установки, кВт;

t – время ее работы, ч.

Расчеты и экспериментальные данные показывают, что с 1 м2 рабочей поверхности коллектора, в климатических условиях Белгородской области, в среднем можно получить 75–80 кг воды в сутки, нагретой до 60 °С, в период июнь-сентябрь.

УДК 636. 621.001. В.С. Бурлаков Белгородская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Я. Горина, г. Белгород, Россия



Использование для термической обработки грибного субстрата горячей воды, нагреваемой например с помощью газа, дорого и неэффективно.

Стандартное оборудование для получения пара по ряду технических и экономических причин не удовлетворяет требованиям малых предприятий.

Применение в грибных биоцехах электрических универсальных автоклавов-парогенераторов для небольших фирм позволит более эффективно и качественно проводить технологические процессы. Поэтому была поставлена задача изучить технологический процесс формирования грибных и кормовых блоков, с разработкой электрического автоклава-парогенератора.

Автоклав-парогенератор предназначен для стерилизации паром под давлением исходного грибного материала, начиная с получения чистой культуры, стерилизации зерна (ячменя, пшеницы) для приготовления зернового мицелия и пастеризации паром субстрата для формирования и посева грибных блоков.

Стерилизационная и водопаровая камеры 3 автоклава-парогенератора (рис. 1) должны выполняться из нержавеющей стали и представляют собой единую сварную конструкцию, но они разобщены функционально. Вентиль 2 дает возможность для поступления пара в емкости с субстратом через трубчатый коллектор. Цилиндрический кожух 1 с опорой на три ножки служит для уменьшения тепловых потерь и является несущим элементом конструкции. Крышка 13 через кольцевую резиновую прокладку при помощи винтовых прижимов 12 создает необходимую герметичность рабочей камеры. Вода заливается в камеру через горловину с крышкой 13 Нагрев воды осуществляется электронагревателями 4. Электрическая установка интегрируется в трубопровод перед водогрейным котлом. На входе и выходе трубопровода установки монтируют клапаны электрозадвижки. Также на выходе устанавливается датчик температуры. Холодная вода сначала поступает в электрическую установку, где нагревается до определённой температуры, а затем поступает для выполнения технологического процесса. При необходимости в котле создается пар, который под определенным давлением используется для термообработки технологического материала.

1 – цилиндрический кожух; 2 – вентиль; 3 – водопаровая камера;

4 - электронагреватель; 5 – сливной патрубок; 6 – выключатель; 7 – клапан;

8 – сигнальная лампа (сеть); 9 – сигнальная лампа (включения); 10 – сигнальная лампа (воды нет); 11 – коробка управления; 12 – винтовые прижимы;

Подключение парогенератора к электрощиту производится согласно схемы соединений. Электрощит заземляется согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок). Включение парогенератора осуществляется поворотом рукоятки выключателя 6, при этом загорается сигнальная лампа 8 ЛС1 «Сеть». При наличии уровня воды в водопаровой камере включаются электронагреватели. Схема автоматического управления автоклава – парогенератора обеспечивает контроль и безопасность эксплуатации.

Электрическая схема управления также обеспечивает позиционное регулирование температуры воды в свободном и принудительном режимах. Если температура воды в резервуаре ниже заданной, то неподвижные и подвижные контакты термореле, через линейные контакты магнитных пускателей включают ТЭНы.

Когда температура воды достигает заданного значения, контакты термореле отключают нагревательные элементы.

В принудительном режиме командные сигналы на включение и отключение водонагревателя подают программное реле времени или токовое реле.

На управление водонагревателем подается напряжение 380/220 В.

Для защиты электронагревателей от перегорания, в случае понижения уровня воды в водопаровой камере ниже минимального, предусмотрено специальное устройство, автоматически отключающее электронагреватели. Чувствительным элементом этого устройства является датчик уровня воды. Понижение уровня воды ниже минимального, сигнализируется включением сигнальной лампы 10 ЛС2 «Воды нет».

Парогенератор имеет устройство для автоматического поддержания рабочего давления. Чувствительным элементом этого устройства является электроконтактный манометр 14, стрелки подвижных контактов которого устанавливаются на деления шкалы, соответствующие пределам допустимого изменения рабочего давления в зависимости от вида стерилизуемого материала.

УДК: 631.22.01:631. А.С. Бурмистров, С.С. Абрамов Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, г. Саратов, Россия



Использование многокомпонентных составов биомасс является одним из основных направлений совершенствования технологий переработки биосырья в целях повышения производительности БГУ по биогазу.

Учитывая вид животных и птицы, смесь была составлена из компонентов имеющихся в хозяйстве ЗАО «Агрофирма Волга» с.Звонарёвка Марксовского района Саратовской области, а именно из свежего навоза КРС весом 350 кг и W=83 % с примесью измельченной соломы до 10 % и птичьего помёта весом 85 кг и влажностью W=60 %.

Сначала влажность навоза КРС была доведена до 90 %, птичьего помета до 80 %.

Общая масса загружаемой смеси биомасс составляла 935 кг, окончательная влажность смеси- W=87,25 %. Температура воды в водяной обогревательной рубашке БГУ-1,25, перед его загрузкой, была на уровне 42 оС.

После тщательного перемешивания, в предварительной емкости, жидкого птичьего помета с жидким навозом, смесь эмульгировалась скоростным миксером в течение 20 минут. Загрузка биомассы из емкости предварительной подготовки сырья в реактор производилась фекальным насосом через загрузочный люк. Затем люк был плотно закрыт, запущен насос для циркуляции воды в системе обогрева, включен электрообогрев этой системы. В течение 18 часов температура биомассы в реакторе была доведена до 52–53 оС, однако, выход биогаза задерживался.

На вторые сутки после запуска реактора была произведена проверка герметичности реактора и отбор газа.

Сначала с помощью герметично закрытой прозрачной пластиковой бутылки с водой был определен выход биогаза присоединением его к газоотводной трубе реактора. При не работающей системе перемешивания биомассы, выход биогаза из реактора был не значительным. При включении мешалки, газ выходил с достаточно большой скоростью и, вода в контрольной бутылке «кипела» от газа.

Рис. 1. Схема контроля выхода количества биогаза при работе БГУ При остановки мешалки через 15 минут выход биогаза прекращался.

Предположительно это является следствием коркообразования от сухих фракций птичьего помёта и соломы или пленкообразования от жирных масел. Через несколько дней постоянное газовыделение улучшилось, однако, не дошло до необходимого уровня и интенсифицировалось только при перемешивании. Так как газ не собирался в газгольдеры,а уходил в атмосферу было решено измерить скорость выделения биогаза. Учитывая, что существующие стандартные газовые счётчики при достаточно малых расходах газа имеют большие искажения измерений, нами было решено использовать простейший и доступный объёмный способ измерения (рис. 1). Для этого к контрольной бутылке – 1 были присоединены две стандартные пятилитровые бутылки: первая заполненная водой на 1/2 часть – 2, вторая полностью – 3. Вторая пятилитровая бутылка имела систему заполнения водой и слива с краниками. Первая бутылка играла роль фиксатора начала поступления биогаза из реактора и буферного газгольдера, вторая – замеряла время заполнения ёмкости.

Для замера объёмной скорости поступления газа фиксировалось время, и одновременно открывались краники поступления газа во вторую бутыль и слива воды из неё. Как только вода полностью вытекала из бутылки, сначала закрывался водяной, а затем и газовый краники. Максимальное время вытекания воды составило 2,67, минимальное-2,12 минут. За 30 минут перемешивания биомассы бутыли заполнялись от 11 до 14 раз, что соответствует объёмному выходу биогаза от 110 л/час до 140л/час. Перерасчёт на суточный выход биогаза с одного м3 объёма субстрата составил 2,64–3,34 м3/м объёма реактора в сутки.

Pages:   || 2 | 3 | 4 |
Похожие работы:

«Казахстан на пути развития Зеленой экономики В последние годы становится актуальным вопрос о глобальной зелёной экономике среди международного сообщества. Активное применение зеленых терминов началось с 5-й Конференции министров окружающей среды стран региона ЭСКАТО (Экономическая и социальная комиссия ООН Азиатско-Тихоокеанского региона – авт.), которая прошла в Сеуле в 2005 году. Республика Корея, приняв государственную стратегию Green growth, предложила распространить ее основные идеи на все...»

«Проблемы энергосбережения Украины и пути их решения [Г. Гапон, научный сотрудник кафедры турбиностроения] #16-17 от 24.06.2010 22 и 23 апреля 2010 года с большим успехом прошла VI Всеукраинская научно-техническая конференция Проблемы энергосбережения Украины и пути их решения. Её организатором по утвердившейся за шесть лет традиции является кафедра турбиностроения НТУ ХПИ – одна из ведущих кафедр энергетического турбиностроения в бывшем Советском Союзе, продолжающая и ныне сохранять свой...»

«Ежегодный доклад за 2010 год Статья VI.J Устава Агентства требует от Совета управляющих представлять “годовые доклады. Генеральной конференции о делах Агентства и о всех проектах, утвержденных Агентством”. Настоящий доклад охватывает период с 1 января по 31 декабря 2010 года. GC(55)/2 GC(55)/2 Стр. iii Содержание Государства - члены Международного агентства по атомной энергии. iv Коротко об Агентстве Совет управляющих Состав Совета управляющих Генеральная конференция Примечания Сокращения...»

«VI международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 20 11 г. УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО МАСЛОСЕМЯН НЕКОТОРЫХ СОРТОВ ЛЬНА МАСЛИЧНОГО В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ Гайнуллин Р.М. 420060, Казань, пл. Свободы, 1 Аппарат Кабинета Министров Республики Татарстан prav@tatar.ru В данной статье показана необходимость более широкого использования льна для выработки масла. Представлены показатели роста, развития растений льна, а также урожайности и качества маслосемян в зависимости от сорта....»


«Энергетическая промышленность Туркменистана: огромный потенциал, широкие возможности сотрудничества Основные направления развития энергетической промышленности Туркменистана - так называются первая международная выставка и научная конференция, прошли в столичном Выставочном центре в 2008 году. Организаторами представительного форума выступили Министерство энергетики и промышленности и Торгово-промышленная палата Туркменистана. Огромный интерес, проявленный к форуму со стороны деловых кругов...»

«Полная исследовательская публикация Тематический раздел: Химия природных соединений. Регистрационный код публикации: 10-19- 2-12 Подраздел: Химия вина. Публикация доступна для обсуждения в рамках функционирования постоянно действующей интернет-конференции “Бутлеровские чтения”. http://butlerov.com/readings/ УДК 547.258:635.64. Поступила в редакцию 29 марта 2010 г. Анализ антиоксидантной активности фальсифицированных вин 1 2 © Горбунова Елена Владимировна, Герасимов Михаил Кузьмич 3+ и Лапин...»

«ГЛАВНЫЕ НОВОСТИ ДНЯ 13 марта 2013 Мониторинг СМИ | 13 марта 2013 года Содержание ЭКСПОЦЕНТР 12.03.2013 PublisherNews.ru. Новости предприятий и организаций Девятый вал апрельских выставок в Экспоцентре Со 2 по 5 апреля и с 16 по 19 апреля в павильонах ? 1, 2, 3, 5, 7, 8, Форум и на открытых площадках ЦВК Экспоцентр будет работать 19-я международная строительная и интерьерная выставка MosBuild'2013/МосБилд-2013. Эта ежегодная строительная и интерьерная выставка входит в пятерку крупнейших мировых...»

«Организаторы: VI МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ РЫНОК ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И НАДЕЖНОСТЬ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ 28 мая 2007, Дата: Место Москва, проведения: Президент отель, зал Киноконцертный Темы для обсуждения: Докладчики: • Роль государства в обеспечении Кравченко В.М., Директор департамента надежности энергоснабжения в условиях энергетики Минпромэнерго РФ рынка Межевич В.Е., Первый заместитель Председателя Комиссии СФ по естественным монополиям • Система государственных мер по недопущению монополизации...»

«Новости стаНдартизации Обзор действующих и новые нормативные документы для арматуры аэс (из доклада на Научно-технической конференции Роль отечественного арматуростроения в реализации программ развития атомной и тепловой энергетики в России во ВНИИАМ, февраль 2009 г.) С.Н. Дунаевский, зам. директора – начальник технического отдела зао НПФ цКБа 2008 год НАЦИОНАЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ 2008 год оказался очень напряженным и плодотворным в области стандартизации трубопроводной арматуры. Введено в действие 7...»

«Полная исследовательская публикация Тематический раздел: Химия природных соединений. Регистрационный код публикации: 10-22-11-64 Подраздел: Методы контроля продуктов питания и напитков. Публикация доступна для обсуждения в рамках функционирования постоянно действующей интернет-конференции “Химические основы рационального использования возобновляемых природных ресурсов ”. http://butlerov.com/natural_resources/ УДК 547.258:635.64. Поступила в редакцию 20 декабря 2010 г. Исследование...»

«Ежегодный доклад за 2007 год Статья VI.J Устава Агентства требует от Совета управляющих представлять “годовые доклады. Генеральной конференции о делах Агентства и о всех проектах, утвержденных Агентством”. Настоящий доклад охватывает период с 1 января по 31 декабря 2007 года.  GC(52)/9 GC(52)/9 Page iii Содержание Государства - члены Международного агентства по атомной энергии. v Коротко об Агентстве Совет управляющих Генеральная конференция Пятидесятилетие Агентства Примечания Сокращения...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Ядерная энергетика: технология, безопасность, экология, экономика, управление Сборник научных трудов I Всероссийской научно-практической конференции Молодых атомщиков Сибири 19-25 сентября 2010 г. Томск 2010 1 УДК 621 Я 40 Я 40 Ядерная энергетика: технология, безопасность, экология, экономика, управление: сборник...»

«ЕЖЕКВАРТАЛЬНЫЙ ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ Выпуск 16 Аннотация Настоящий выпуск продолжает серию ежеквартальных информационных бюллетеней по вопросам международного сотрудничества РФЯЦ-ВНИИЭФ и условиям для развития конверсии, экономической и социальной обстановки в городе Сарове. Работа выполнена в рамках контракта Аналитического центра по проблемам нераспространения при РФЯЦ-ВНИИЭФ c Министерством энергетики США по программе “Инициатива закрытых городов”. 2 Содержание Директор РФЯЦ-ВНИИЭФ –...»

«EU BC&E 2014 22ая Европейская Конференция и Выставка по биомассе Курс биоэкономики ВСЕ САМОЕ ГЛАВНОЕ О EU BC&E CCH - Конгресс-центр Гамбург, Германия 23-26 июня 2014 Ведущая международная платформа, созданная для диалога между исследованием, индустрией, политикой и бизнес-рынком биомассы. www.eubce.com EU BC&E ОCHOВыЕ фАКты Одна из ведущих и стимулирующих международных платформ в Европе, созданная для обмена знаниями по последним научным и промышленным результатам, а также развитию политики в...»

«Второе информационное сообщение Министерство образования и наук и РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный архитектурно-строительный университет Общеобразовательный факультет Первая Всероссийская научная конференция молодых ученых с международным участием ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ТЕХНИКЕ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ (ПМТС-2013) 21-25 октября 2013года Томск, РОССИЯ pmts.tsuab.ru Основной целью конференции является...»

«Возобновляемая энергетика в изолированных системах Дальнего Востока России Проект деловой программы мероприятия 1. Государственный Театр Оперы и Балета. 19 июня, четверг Регистрация Регистрация участников Второй Международной конференции Возобновляемая энергетика в изолированных системах Дальнего 11.00 – 12.00 Востока России Выставка Осмотр выставки энергетического оборудования на пл. Дружбы 11.00 – 12.00 (для Президиума Пленарного заседания – экскурсия с 11.45 до 12.00) Пленарное Развитие...»

«Международная научно- практическая конференция ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН. ЯЭ-2008 11-13 июня 2008 г. Курчатов РЕШЕНИЕ Международной научно- практическая конференции ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН 11-13 июня 2008 г. Курчатов, Институт Атомной Энергии РГП Национальный ядерный центр Республики Казахстан 11-13 июня 2008г. в Курчатове проведена международная научно-практическая конференция Ядерная энергетика Республики Казахстан, приуроченная к 50-летию Института атомной...»

«Министерство образования и наук и Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова Энергетический факультет Кафедра Электроснабжение промышленных предприятий I Международная научно-техническая конференция Современные проблемы электроэнергетики. Алтай - 2013 Первое информационное сообщение Уважаемые коллеги! Федеральное государственное бюджетное...»

«РЕЦЕНЗИИ обсуждениях: Глобальное управление и безопасность: коллективная безопасность в Европе и Энергетическая безопасность: диалог Востока и Запада, за которыми последовали заседания рабочих групп, рассматривавших соответствующие вопросы в интерактивном режиме. Второй день был отмечен пленарными обсуждениями по темам Инвестиции и развивающиеся рынки: модели развития рынков и экономик в период финансовой нестабильности и Корпоративное управление: эффективные стратегии во времена глобальных...»

2014 www.konferenciya.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Конференции, лекции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.